《单层单跨工业厂房设计计算书修改.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单层单跨工业厂房设计计算书修改.pdf（43页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 单层单跨工业厂房设计计算书 目 录 第一章 设计资料 设计资料 1 工程名称:焊接车间。2 工程概况：某工厂拟建一个焊接车间，根据工艺布置的要求，车间为单跨单层厂房，跨度为 24m，24 设吊车 30/吊车各一台，吊车均为中级工作制，轨顶标高不低于，厂房设有天窗，建筑平，立，剖面有详图。3 建筑设计资料:屋面：采用卷材防水屋面，不设保温层；维护墙：采用 240 厚蒸压粉煤灰砖墙，外墙面为水刷石，内墙为水泥石灰砂浆抹面；门窗：钢门，钢窗，尺寸参见立面图；地面：采用 150 厚 C15 素混凝土，室内外高差为 300mm；4 结构设计资料：自然条件:基本风压 2/5.0mkN；基本雪压 2/35
2、.0mkN。地震设防烈度：该工程位于非地震区，故不需抗震设防。5 地质条件：场地平坦，地面以下为填土，以下为粉质粘土层，该土层承载力特征值为m2/230KN,MpsES9.8,场地地下水位较低，可不考虑对基础的影响。6 吊车资料：吊车资料查阅 08G118 单层工业厂房谁选用相关标准资料。建筑平面、剖面如图 1-1 和图 1-2 所示。图 1-1 建筑平面布置图 图 1-2 I-I 剖面图 第二章 厂房标准构件及排架柱材料选用 厂房中标准构件选用情况 屋面做法 三毡四油防水层：m2 20mm 水泥沙浆找平层：m2 合计：21/75.0mkNggk 屋面活荷载：21/5.0mkNqk 屋面外荷载
3、：211/25.15.075.0mkNqgkk 屋面板采用G410（一）标准图集：6m预应力混凝土屋面板（卷材防水）中间板：YWB2II 边 跨 板：YWB2IIS 允许外荷载：2/5.2mkN 板自重：22/40.1mkNgk 灌缝重：23/10.0mkNgk 屋架 屋架采用 G415（一）标准图集的预应力混凝土折线型屋架（YWJ242Bb）允许外荷载：m2 屋架自重：24/65.104mkNgk 天沟板 天沟板采用 G410（三）标准图集。中间板：TGB77 中间板左开洞：TGB77b 中间板右开洞：TGB77a 端跨左开洞：TGB77sb 端跨右开洞：TGB77sa 允许荷载：m2 构件
4、自重：m2 吊车梁 吊车梁选用04G426标准图集,中级工作制备，一台起重量为30/5t的吊车,mLk5.22,另一台起重量为 10t，mLk5.22，选用吊车梁：中间跨:YDL4Z,边跨 YDL4B,构件自重：根根/.341/.3465kNkNgk。吊车轨道联接选用04G325标准图集,中级吊车自重：mkNgk/8.06。排架柱材料选用(1)混凝土：采用 C30)/01.2,/3.14(22mmNfmmNftkc。(2)钢筋：纵向受力钢筋采用 HRB335 级)/102,55.0,/300(252mmNEmmNfsby。(3)箍筋：采用 HPB235 级)/210(2mmNfy。(4)型钢及
5、预埋铁板均采用 I 级。第三章 排架柱高与截面计算 排架柱高计算 由吊车资料表可查得，Q=30/5t：H2047mm,轨顶垫块高为 200mm。牛腿顶面标高 轨顶标高吊车梁轨顶垫块高 柱顶标高 牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H +(取 上柱高 uH柱顶标高牛腿顶面标高 全柱高H柱顶标高基顶标高 (下柱高lH全柱高上柱高 实际轨顶标高牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高 排架截面尺寸计算 截面尺寸需要满足的条件为：bHu/2510100/25=Hu/12842mm 取柱截面尺寸为：上柱：（bh）500500 下柱：I(bfhbhf)5001000120200（如图 3-1）图 3-1 下柱截
6、面图 计算参数 上、下柱截面惯性矩 I 上柱 Iu1/12 下柱 Il1/121321/12（+3）（+1/32）3 上、下柱截面面积 A 上柱 Au 下柱 Al1-2（+）/2 上柱与全柱高比值 惯性矩比值 n nIu/Il=排架计算简图如图 3-2 所示。图 3-2 排架计算简图 第四章 排架柱上的荷载计算 屋盖自重计算 5.02)(43211kkkkggggG厂房跨度柱距 （+）6224+=(作用在柱顶)1502/5001502/1上he)(100与上柱中心线的偏心距mm 12004800125044003500.210.790.058图 41 吊车梁影响线 可以求得 1y 2y 3y,
7、4y 由上求得）（.2019.7058.00290maxD )(2.95933GkN 作用同）（.2019.7058.0070minD )(6.31433GkN 作用同 吊车水平荷载为 kNQTGk5.4104/)118300(.104/)(.101 则 作用于吊车梁顶面(1.421).2019.7058.00(5.410maxkNT)其作用点到柱顶的垂直距离 垫块高吊车梁高上柱高ym32.02.1.44 682.0.443uHy 风荷载计算 基本风压:20/35.0mkN 风压高度变化系数z按 C 类地区考虑，根据柱顶标高，本工程带有矩形天窗，按天窗檐口标高取值，查看荷载规范用内插法得28.
8、801z,对 Fw 按檐口标高,用内插法得47.802us，风载体型系数 s1+,s2,s2，s2，s2,s2具体情况见下图 4-2 h1h2h30.8-0.20.6-0.7-0.7-0.6-0.6-0.50.00014.517.720.962104122213200风向 图 4-2 风荷载体型系数 则 mkNBqzs/1.392635.0828.08.001 故在1211MM 和共同作用下（即在 G1作用下）不动铰支承的柱顶反力为 kNRRR16.0712111()相应的计算简图及内力图如图 5-1 所示 v=7.016G1(e2)G1(e1)20.71310.15741.62329.242
9、07.13(a)(b)(c)图 5-1 恒荷载作用下的内力(a)G1的作用；(b)M 图(kNm)；(c)N 图（kN）432GG、G作用计算简图及内力图 kNG27.52,kNG51.13,kNG110.424,mme2503 mkNeGM75.8625.0.527222（）mkNeGM75.71225.0.151333 （）相应的计算简图及内力图如图5-2 所示。G3(e3)G4M2M327.578.6189.025.9(a)(b)(c)图 5-2 G2、G3、G4作用计算简图及内力图(a)G2、G3、G4作用；(b)M 图(kNm)；(c)N 图(kN)屋面活荷载内力计算 对于单跨排架，
10、1Q与1G一样为对称荷载，且作用位置相同，但数值大小不同。故由1G的内力计算过程可得到1Q的内力计算数值；mkNeM3.61.036Q1111 mkNeM952.036Q2112 kNHMCR0.4915.143.679.9111111 kNHMCR0.7285.149173.112212 kNRRR1.21912111()相应的计算简图及内力图如图 5-3 所示。(a)(b)(c)Q1(e1)Q1(e2)v=1.2193.61.767.2365.07636 图 5-3 Q1作用计算简图及内力图(a)Q1的作用；(b)M 图(kNm)；(c)N 图(kN)吊车竖向荷载作用内力计算 maxD作用
11、于A 柱，minD作用于 B 柱，其内力为 mkNeDMD48.48125.0593.923maxmax mkNeDMD35.8425.043.3513minmin 厂房总长,跨度为 24m，吊车其重量为 30/5t 和 10t,则查得有檩条屋盖的单跨厂房空间作用分配系数。HCMMVDDA2minmaxmax25.0 5.14173.14.83585.08.44885.025.0 )(39.18kN HCMMVDDB2minmaxmax25.0 5.14173.14.83585.028.44885.05.0 kN72.76 相应的计算简图及内力图如图 5-4 所示。图 5-4 Dmax作用计算
12、简图及内力计算(a)Dmax的作用；(b)M图(kNm)；(c)N图(kN)Dmin作用于 A 柱时，由于结构对称，故只需 A 柱与 B 柱的内力对换，并注意内力变号即可。吊车水平荷载作用内力计算 当 Tmax向左时，A、B 柱的柱顶剪力按推导公式计算：Yl,利用内插法求得C5另有Tmax,则 VTAVTB(1)C5 Tmax()相应的计算简图及内力图如图 5-5 所示。图 5-5 Tmax的作用计算简图及内力图（a）Tmax的作用；(b)M图(kNm)；(c)V图(kN)当 Tmax向右时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。风荷载作用 风从左向右吹时，先求
13、柱顶反力系数 C11为 111111833411nnC339.011471.01303.0111471.01303.018334 对于单跨排架，A、B 柱顶剪力分别为 AVFwC11H(q1q2)kN()BVFw+C11H(q1q2)+kN()相应的计算简图及内力图如图 5-6 所示。图 5-6 风荷载作用计算简图及内力图(a)风荷载的作用；(b)M 图（kNm）风从右向左吹时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。最不利荷载组合。由于本例结构对称，故只需对 A 柱（或 B 柱）进行最不利内力组合，其步骤如下：（1）确定需要单独考虑的荷载项目。本工程为不考虑地震
14、作用的单跨排架，共有 8种需要单独考虑的荷载项目，由于小车无论向右或向左运行中刹车时，A、B 柱在 Tmax作用下，其内力大小相等而符号相反，在组合时可列为一项。因此，单独考虑的荷载项目共有7 项。（2）将各种荷载作用下设计控制截面（II、IIII、IIIIII）的内力 M、N（IIIIII 截面还有剪力 V）填入组合表 5-1。填表时要注意有关内力符号的规定。（3）根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均应乘以的组合系数。排架柱全部内力组合计算结果列入表5-2。表 5-1 框
15、架柱内力汇总表 柱号 截面 荷载项 恒荷载 屋面活荷载 吊车竖向荷载 吊车水平荷载 风荷载 G1kG2k Q1k Dmax,k Dmin,k Tmax,k向左 Tmax,k向右 左风 右风 内力 G3kG4k 在A柱 在A柱 1 2 3 4 5 6 7 8 A 柱 1-1 M N 36 0 0 0 0 0 0 2-2 M N 36 0 0 0 0 3-3 M N 36 0 0 0 0 V 表5-2 框架柱内力组合表 内力 截面 由可变荷载效应控制的组合 恒载+任一活载 组合项 Mmax 相组合Mmin相应 组 合项 Nmax 相组 合项 Nmin 相应 应 N、V 项 N、V 应 M、V M、
16、V 1-1 1 7 1 8 1 2 1 7 2-2 1 3 1 8 1 3 1 8 3-3 1 7 1 8 1 3 1 7 内力 截面 由可变荷载效应控制的组合 恒载+(任意两个或两个以上活载)组合项 Mmax 相应 组 合项 Mmin 相应 N、V 组合项 Nmax 相应 组合项 Nmin 相应 N、V M、V M、V 1-1 1 2 7 1 3 6 8 1 2 3 6 8 1 3 6 8 331,96 2-2 1 3 5 7 1 2 8 1 2 3 7 1 8 3-3 1 2 3 6 7 1 4 5 8 1 2 3 6 7 1 7 内 由永久荷载效应控制的组合 力 截面 竖向活荷载竖向恒载
17、qi4.135.1 组合项 Mmax相应 N、V 组合项 Mmin 相应 N、V 组 合项 Nmax相应 M、V 组合项 Nmin 相应 M、V 1-1 1 2 1 2 3 1 2 4 1 8 2-2 1 3 1 2 1 2 3 3-3 1 2 3 1 4 注。荷载规范，查的其值为为活荷载组合系数，见.70qi 第六章 排架柱设计 柱截面配筋计算 最不利内力组的选用：由于截面 33 的弯矩和轴向力设计值均比截面 22 的大，故下柱配筋由截面 33 的最不利内力组确定，而上柱配筋由截面 11 的最不利内力组确定。截面配筋：1.maxM组合(与minN组合相同)M=mkN N=kN h0=h-sa
18、=500-40=460mm L0=2H0=24400=8800mm A=500500=250000mm2 纵向受力钢筋采用 HRB335 级,/300(2mmNfyb)/102,55.025mmNEs ea=max(h/30,20)=20mm e0M/N=mm ei=e0+ea=mm 1=N=250000/281560=1取1=2=74.9050088000.01-1.15 21200)(140011hLhei483.1974.01)5008800(460205.31400112 e=ei+h/2-sa=+500/2-40=mm 86.004605003.140.128156001bhfaNc
19、b （大偏心受压）X=h0=460=mm h0b=460=253mm 2as=80mm 经比较：X h0b且 X1 取1=1 2=50088000.01-1.1521200)(140011hLhei974.01)5008800(46075.81400112samm 07.104605003.140.135203001bhfaNcb （大偏心受压）X=h0=460=mm h0b=460=253mm 2as=80mm 经比较 X h0b且 X1取1=1 2=21200)(140011hLhei11)100010100(96050014001121000101000.01-1.15取2=1 e=ei
20、+h/2-as=500+1000/2-40=1030mm 85.109605003.140.1126908001bhfaNc X=h0=960=mm h0b=960=495mm 2as=80mm fh=200mm 经比较,asfXXh2，且，ScSSahxbxfaNeAAfh0,y01)2/(409603002/.6177-960.61775003.140.110301269080）（=2mm Amin=%A=%281500=2mm 2.maxN组合 M=mkN N=kN h0=h-as=1000-40=960mm L0=10100mm A=500 1000-2（550+600）/2190 2
21、81500 mm2 纵向受力钢筋采用 HRB335 级,/300(2mmNfyb)/102,55.025mmNEs ea=max(h/30,20)=34mm e0M/N=466mm ei=e0+ea=500mm 1=A/N=281500/1269080=1取1=1,2=21200)(140011hLhei11)100010100(96050014001121000101000.01-1.15取2=1 e=ei+h/2-as=500+1000/2-40=1030mm 85.109605003.140.1126908001bhfaNc X=h0=960=mm h0b=960=495mm 2as=8
22、0mm fh=200mm 经比较,asfXXh2，且，中和轴在翼缘内，且属于大偏心受压构件 ScSSahxbxfaNeAAfh0,y01)2/(409603002/.6177-960.61775003.140.110301269080）（=2mm Amin=%A=%281500=2mm 3.minN组合 M=mkN N=kN h0=h-as=1000-40=960mm L0=10100mm A=500 1000-2（550+600）/2190 281500 mm2 纵向受力钢筋采用 HRB335 级,/300(2mmNfyb)/102,55.025mmNEs ea=max(h/30,20)=3
23、4mm e0M/N=666mm ei=e0+ea=700mm 1=A/N=281500/475380=1取1=1 2=1000101000.01-1.15取2=1 21200)(140011hLhei11)100010100(9607001400112 e=ei+h/2-as=1.700+1000/2-40=1230mm 69.009605003.140.147538001bhfaNcb （大偏心受压）X=h0=860=mm h0b=960=528mm 2as=80mm fh=200mm 经比较 X h0b且 XmaxN 满足要求 2.截面 maxN=kN L0/b=8080/500=查表得=
24、9.0NsycAfAf2=（281500+2 3001256）=3700kNmaxN 满足要求 63 斜截面抗剪和裂缝宽度验算 垂直于弯矩作用平面承载力验算 柱内箍筋的配置：由于没有考虑地震作用，柱内箍筋一般按构造要求控制上下柱均可以按构造配箍筋200 8。柱的裂缝宽度验算 按 e0/h0的偏心构件可不验算裂缝宽度，比较后，截面的minN组合的最大，故按此组合来验算。由内力组合表可知，验算裂缝宽度的最不利内力的标准值 上柱：Mk=+=mkN Nk=kN ek=Mk/Nk=h2=*960=528mm 须做裂缝宽度验算。l0/h=8080/500=14,k=as=40 h0=960mm ek=ke
25、k+h/2-as=+1000/2-40=mm ct=As/Act=1256/1 201000+(500-12 0)200=则纵向受力钢筋 As 合力至受压区合力作用点间的距离为 Zmm纵向受拉钢筋 As 的应力 s=Nk(ek-Z)/(AsZ)=396150 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 故最大裂缝开展宽度 Wmax=ctssE+/ct)=5102.0114.8240+20/=mmmm 满足要求。柱牛腿设计 牛腿几何尺寸的确定：牛腿截面尺寸与柱宽相等，为 500mm，牛腿顶面的长度为 800mm，相应牛腿水平截面长度为 1300mm。取牛腿外边缘高度为h1300mm，倾角 45,于是牛腿的
26、几何尺寸如图 6-1 所示。图 6-1 牛腿几何尺寸及配筋图 牛腿几何尺寸的验算：由于吊车垂直荷载作用下柱截面内，a7501000250mm，即取 0，则 FvkDmaxGk3kN FhkTmaxkN 005.05.01habhfFFtkvkhk(12.064544.19)0.556050001.2 kNFvkkN 所以截面尺寸满足要求。牛腿配筋：由于吊车垂直作用于下柱截面内，即a=750-1000=-2500。故该牛腿可以按构造要求配筋，纵向钢筋取416（804mm2），箍筋取10100。局部承压强度验算：c5005003575 kNFvk=kN 所以满足要求。柱的吊装验算 吊装方案：采用一
27、点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处，动力系数取。荷载计算：上柱自重:g125mkN 牛腿自重:g225（1）mkN 下柱自重:g325mkN 内力计算:M1212mkN M22152212mkN M3812275.8118mkN 柱的吊装验算简图如图 6-2所示 图 6-2 柱吊装验算简图 截面承载力计算:截面 1-1：mmmmhb500500,4600mmh 22.0763mmAAss 2/300mmNf 故截面承载力为 mkNMmkNahfAMsysu5.7904.196)40460(3002.0763)(10 截面 2-2：mmmmhb1000500,9600mmh 21256 mmA
28、Ass 2/300mmNf 故截面承载力为 mkNMmkNahfAMsysu75.91186.6346)40960(3001256)(20 故满足要求。第七章 基础设计 荷载计算 由柱子传至基顶的荷载。由排架柱内力组合表可得设计值如下：第一组：mkNM7.2591max kNN8.61236 kNV1.528 第二组：mkNM7.2591min kNN8.61236 kNV1.528 第三组：kNN7.81306max mkNM.965 kNV8.912 由基础梁传至基顶的荷载：墙重（含外墙面的水刷石和内墙面的水泥石灰砂浆抹面）：kN5.4363194.2038.4.63645.03.0.91
29、52.1 窗重（钢框玻璃窗）：kN6.11545.0)3.638.4.63(2.1 基础梁：kN4.4192565.404.202.1 由基础梁传至基础顶面的荷载设计值：kNG05.3985 5G对基础底面中心的偏心距：me62.0224.0215 相应偏心弯矩设计值：mkNeG9.724662.05.039855 作 用 于 基 底 的 弯 矩 和 响 应 基 顶 的 轴 向 设 计 值。假 定 基 础 高 度 为mm110020050800，基础顶面标高为,基础埋深：d=h+500=1600mm，则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为:第一组：mkNMbol4.83759.72461
30、.5281.17.2591 kNN3.716345.03988.61236 第二组：mkNMbol2.48699.72461.5281.17.2591 kNN3.716345.03988.61236 第三组：mkNMbol1.6166-9.72468.9121.1.965 kNN2.917045.03987.81306 基底尺寸的确定 由第二组荷载确定l和b：1.1(A8.09(6.1202303.71634)4.12)6.511m 取5.1/bl，则取,7.2 mb ml4 验算6/le 的条件：6.147.2203.716342.48690bolbolNMe )(67.06/46/44.0
31、满足要求mlm 验算其他两组荷载设计值作用下的基底应力：W=1/6l2b 第一组：WMdANWMANpbolGbolbolmax 247.2614.83756.12047.23.71634 fmkN2.1/6.52352 )(/2762302.12满足要求mkN.252326.3151minp )(0/6.11312满足要求mkN)(/6.3184336.31512满足要求fmkNpm)第二组：2max47.2611.61666.12047.22.91704p 4.123326.8157fmkN2.1/2132 )(/2762302.12满足要求mkN 4.123326.8157minp )(
32、0/2.71662满足要求mkN 326.8157mp 满足要求(/6.81892fmkN）所以最后确定基底尺寸为mm47.2，如图7-1所示。图 7-1 基础底面尺寸图 确定基底高度 前面已初步假定基础的高度为，若采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图 所示。由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内，故该基础只需进行变阶处的抗切验算。在各组荷载设计值作用下的地基最大净反力：第一组：2max./6.5203.274.8375.8103.71634mkNps 第二组：2max./2.1272.27869.42.8103.71634mkNps 第三组：2max./181.271.616
33、6.8102.91704mkNps 抗冲切计算按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。在第二荷载作用下的冲切力。冲切力近似按最大低级净反力max.sp计算，即取max.sspp 2/2.1272mkN,由 于 基 础 宽 度mb7.2，小 于 冲 切 锥 体 底 边 宽mhb8.622665.035.12011。故 bhllA)22(011 24.517.2)655.0255.124(m kNApFst9.74184.512.1272max.变阶处的抗冲切力。由于基础宽度小于冲切锥体底边宽，故 mbbbbtm3.0227.235.12 07.0hbfFmtht 060.1025.2100
34、03.4175.907.0 kNkN84.194.92094（满足要求）因此，基础的高度及分阶可按图 7-2 所示的尺寸采用。图 7-2 基础抗冲切验算简图 基底配筋计算 沿长边方向的配筋计算。由前述三组荷载设计值作用下最大地基净反力的分析可知，应按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算，。mkNps2max./2.1272 净反力相应于柱边及变阶处的：2./5.518125.0.272.4869.8103.71634mkNpIs 2III./198.16275.707.2869.4210.81634.73mkNps 则 eGbbhlppMccss52I.max.I)2()(481 ）（.
35、50-2.605.0398-)5.0.722()14)(81.55172.122(4812 mkN1.1454 260II.9.6158610603009.0101.14549.0mmhfMAys)2()(481121IIImax.IIIbbllppMss)35.17.22()55.14()6.11982.1272(4812 mkN 6.9396 260IIIIII.1.622446553009.0106.93969.0mmhfMAys 选用 1414(14200),则)(1.62244744222满足要求mmmmAs 沿短边方向的配筋计算。由于沿短边方向为轴心受压，其钢筋用量应按第三组荷载设
36、计值作用下的平均地基净反力进行计算。2/6.8157.8102.91704mkNANpsm)2()(2412IIccsmhlbbpM)142()5.07.2(6.81572412 mkN 2.5286 260IIII1001.110603009.010286.29.0mmhfMAvs)2()(241121IVllbbpMsm)55.142()35.17.2(6.81572412 mkN 8.4114 260IVIV00410603009.0108.41149.0mmhfMAvs 选用 2010（10200），则 满足要求(1.1001157022mmmmAs）基础底面沿两个方向的配筋如图7-3
37、 所示，由于长边大于3m，其钢筋长度可切断10，若钢筋交错布置，则可选用同一编号。IVIIIIIIIIIVIIII 图 7-3 基础配筋计算图 参考文献 主要参考文献：1混凝结构设计规范(GB 500102002)，中国建筑工业出版社，2002。2简明混凝土结构设计手册，涂鸣主编，中国建筑工业出版社，2000。3混凝土结构(上册)(第二版)，吴培明主编，武汉理工大学出版社，2003。4混凝土结构(下册)(第二版)，彭少民主编，武汉理工大学出版社，2004。5单层工业厂房结构设计(第二版)，罗福午主编，清华大学出版社，1990。6建筑结构荷载规范(GB 500092001)，中国建筑工业出版事业，2002。7建筑地基基础设计规范(GB 500002002)，中国建筑工业出版事业，2002。8全国通用工业厂房结构构件标准图集，中国建筑标准设计研究院，2000。